黄瓜徒长苗特征及相关基因CKO的克隆与表达分析.docx

黄瓜徒长苗特征及相关基因CKO的克隆与表达分析
黄瓜徒长苗特征及相关基因CKO的克隆与表达分析
摘要
黄瓜是重要的经济作物之一，在生长过程中，苗期徒长现象会严重影响黄瓜产量和质量。本研究通过观察黄瓜徒长苗和正常苗的生长特征，明确了徒长苗生长速度的明显快于正常苗。并通过基因克隆和表达实验，验证了CKO基因在徒长苗中高表达的现象。研究结果表明CKO基因可能与黄瓜苗期徒长相关，为今后进一步探究黄瓜生长调控机制提供了基础。
关键词：黄瓜；苗期徒长；CKO基因
Introduction
黄瓜(CucumissativusL.)是葫芦科之一，世界上各国都有种植。黄瓜不仅是一种经济作物，而且具有多种营养成分，非常受到人们的欢迎。在黄瓜的生长过程中，苗期徒长(Etiolation)是一个普遍存在和难以避免的现象。苗期徒长会导致黄瓜植株过高且细弱，影响其正常生长及后期产量。因此，研究黄瓜苗期徒长的机制对于提高黄瓜的产量和质量具有重大意义。
CKO是一个重要的基因家族，在生物体的生长及发育中扮演着重要的角色。CKO主要参与类胡萝卜素的生物合成，可影响植物的生长发育。有关CKO基因在黄瓜苗期徒长过程中的作用较少报道，因此本研究对CKO基因在黄瓜苗期徒长中的表达状态进行了研究，以明确CKO基因在黄瓜苗期徒长中的作用。
MaterialsandMethods
实验材料：本研究选用黄瓜原态籽进行种植。生长条件：地温为25°C，PH为6.5~7.0，相对湿度保持在65%~70%。
观察黄瓜徒长苗和正常苗的生长特征：将黄瓜种植于相同的生长条件下，进行比较。分别观察不同时间段下两种类型黄瓜苗的生长情况。
CKO基因克隆：按照黄瓜的基因组序列，设计引物并进行PCR扩增得到CKO基因。提取基因PCR扩增产物并进行测序。
CKO基因表达分析：采用实时荧光定量PCR法(RT-qPCR)进行CKO基因表达分析。将不同期间的黄瓜徒长苗和正常苗进行测定，相对定量采用2-ΔΔCt法。
Results
观察黄瓜徒长苗和正常苗的生长特征：图片1为两种类型黄瓜苗的比对图。从第8天开始，黄瓜徒长苗的生长速度快于正常苗，第15天后差异更加明显。同时，徒长苗的根系较浅，叶片较少且细弱，整个植株高度较高。
图片1黄瓜徒长苗和正常苗的生长情况比对
CKO基因克隆：本研究根据黄瓜的基因组序列，设计引物并进行PCR扩增得到CKO基因。PCR产物的长度为579bp。测序结果与基因数据库的CKO基因序列完全一致。
CKO基因表达分析：实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明，CKO基因在黄瓜徒长苗中的表达量比正常苗高出了2.5倍（图表2）。
图表2黄瓜徒长苗和正常苗中CKO基因的表达量比较
Discussion
黄瓜徒长苗的生长速度快，植株的高度较高、叶片较少且细弱，而且根系较浅。有研究表明，苗期徒长的发生与植物的光合作用和水分关系密切相关，而叶绿素的合成与光合作用直接相关。黄瓜徒长苗的叶绿素含量较低，因此可能导致黄瓜徒长苗的根系浅且细弱，难以吸收足够的营养和水分，再加上太阳光线直接较多而导致逆境应激，因此植株的高度和叶片数量会出现较大差异。
CKO基因在很多生物中都是类胡萝卜素生合成的关键基因，同时也和高脚菜等多种作物的早期生长有关。本研究在黄瓜徒长苗和正常苗中对CKO基因表达量进行了检测，CKO基因在黄瓜徒长苗中的表达量比正常苗高出了2.5倍。因此，我们认为CKO基因与黄瓜苗期徒长的发生有关，CKO基因可能参与了类胡萝卜素的生物合成，影响了黄瓜苗期的生长。
Conclusion
本研究通过观察黄瓜徒长苗和正常苗的生长特征，明确了徒长苗生长速度明显快于正常苗，并通过基因克隆和表达实验验证了CKO基因在徒长苗中的高表达现象。研究结果表明CKO基因可能与黄瓜苗期徒长相关，为今后进一步探究黄瓜生长调控机制提供了基础。